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机械加工工艺卡片 工件名称 拨叉 831008 工序号 V 零件名称 拨叉 831008 零件号 零件重量 同时加工件数 2 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 铸件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 铣 床 X51 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 mm 走刀次数 切削深度 mm 进给量 mm/r 主轴转速 r/min 切削速度 m/min 基本工 时 min 1 铣 50孔上端面 高速钢端铣刀 游标卡 尺 1 设计者 指导老师 共 1 页 第 1 页 nts 机械加工工艺过程卡片 零件号 工序号 工序名称 设备 夹具 刀具 量具 名称 型号 名称 规格 名称 规格 名称 规格 铸造 时效处理 粗 铣 20 孔 下端面 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 粗铣 20 孔上端面 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 粗铣 50 孔上端面 立式 铣 床 X51 专用夹具 高 速钢 端铣刀 游标卡尺 钻扩 20孔 立式钻 床 Z525 专用夹具 高 速钢 麻花钻 游标卡尺 精车 50 孔 卧式车 床 CA6140 专用夹具 内圆车刀 VIII 铣 斜肩 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 IX 精铣 20 孔下端面 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 X 精铣 20 孔上端面 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 XI 粗铰精铰 20 孔 立式钻床 Z525 专用夹具 锥柄麻花钻 XII 精铣 50 孔上端面 立式铣床 X51 专用夹具 高速钢端铣刀 XIII 钻 M6 底孔，攻螺纹 立式钻床 Z525 专用夹具 丝锥 XIV 铣 断 卧式铣床 X62 专用夹具 三面刃铣刀 XV 检 验 nts 设计说明书 题目： 拨叉 831008 的工艺规程及 铣 50端面 的 工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师： 摘 要 nts 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 拨叉 831008 加工工艺规程及其 铣面 的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选 择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 nts ABSTRCT This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge. The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error 目 录 nts 序言 1 一 . 零件分析 2 1.1 零件作用 2 1.2 零件的工艺分析 2 二、确定生产类型 3 三、确定毛坯 3 3.1、确定毛坯种类 3 3.2、确定铸件加工余量及形状 3 四、工艺规程设计 4 4.1 选择定位基准 4 4.2 制定工艺路线 4 4.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 5 4.4 确定切削用量及时间定额 7 五 、夹具 设计 19 5.1 问题的提出 19 5.2 夹具设计 19 5.3 切削力及夹紧力计算 19 5.4 定位误差分析 21 5.5 定向键与对刀装置设计 22 5.6 夹具设计及操作简要说明 25 总 结 26 致 谢 27 参考文献 28 nts 第 1 页 共 32 页 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 拨叉 831008 的加工工艺规程及其 铣 端面 的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 nts 第 2 页 共 32 页 一、零件的分析 1.1 零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉 831008。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20孔与操纵机构相连， 下方的 50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 1.2 零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求 ： 1、小头孔 20以及与此孔相通的 8的锥孔、 M6 螺纹孔 。 2、大头半圆孔 50。 3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm。 由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 nts 第 3 页 共 32 页 二、确定生产类型 已知此 拨叉零件的生产纲领为 5000 件 /年，零件的质量是 1.0Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册第 2 页表 1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 三、确定毛坯 3.1、确定毛坯种类： 零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。 3.2、确定 铸件加工余量及形状： 查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5，选用加工余量为MA-H 级，并查表 2.2-4 确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 简 图 加工面代号 基 本 尺 寸 加工余量等级 加工 余量 说 明 D2 50 H 3.5 2 孔降一级双侧加工 T2 30 H 5 单侧加工 T3 12 H 5 单侧加工 T4 12 H 5 单侧加工 nts 第 4 页 共 32 页 四、工艺规程设计 4.1 选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合 ”原则和 “基准统一 ”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 4.2 制定工艺路线 : 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还 应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 1.4-7、 1.4-8、 1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 01 粗铣 20、 50下端面，以 T2 为粗基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 02 粗铣 20上端面，以 T1 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 03 粗铣 50上端面，以 T4 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 04 钻、扩 20孔，以 32外圆和 T2 为基准，采用 Z525 立式钻床加专用夹具； 工序 05 粗镗 50 孔，以 D1 为定位基准，采用 T616 卧式镗床加专nts 第 5 页 共 32 页 用夹具； 工序 06 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 07 精铣 20下端面，以 T2 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 08 精铣 20上端面，以 T1 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 T2 和 32 外圆为基准，采用 Z525立式钻床加专用夹具； 工序 10 精铣 50端面，以 D1 为基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 11 半精镗 50 孔，以 D1 做定位基准，采用 T616 卧式镗床加专用夹具； 工序 12 钻、铰 8锥孔，以 T1 和零件中线为基准，采用 Z525 立式钻床加专用夹具； 工序 13 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准，采用 Z525立式钻床并采用专用夹具； 工序 14 铣断，以 D1 为基准，采用 X60 卧式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺； 工序 16 终检。 4.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 : 1、圆柱表面工序尺寸： 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下： nts 第 6 页 共 32 页 加工 表面 加工 内容 加工余量 精 度等级 工序 尺寸 表面粗 糙度 工序余量 最小 最大 50IT12 （ D2） 铸件 7.0 CT12 8.243 粗镗 4.0 IT12 250.0047 6.3 0.95 6.8 半精镗 3.0 IT10 100.0050 3.2 2.9 3.25 20IT7 （ D1） 钻 18 IT11 110.0018 17.89 18 扩 1.8 IT10 084.008.19 6.3 1.716 1.910 粗铰 0.14 IT8 033.0094.19 3.2 0.107 0.224 精铰 0.06 IT7 021.0020 1.6 0.039 0.093 2、平面工序尺寸： 工序号 工序 内容 加工 余量 基本 尺寸 经济 精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 铸件 5.0 CT12 5.2 01 粗铣 20孔下端面 4.0 36.0 12 00.25 1.5 7.75 02 粗铣 20孔上端面 4.0 32.0 12 00.25 1.5 7.75 03 粗铣 50孔上端面 4.0 14.0 12 0 180.0 1.8 6.38 07 精铣 20孔下端面 1.0 31.0 8 0 033.0 0.75 1.283 08 精铣 20孔 1.0 30.0 8 0 033.0 0.75 1.283 nts 第 7 页 共 32 页 上端面 10 精铣 50孔端面 1.02 12.0 8 016.0016.0 0.951 1.016 4.4 确定切削用量及时间定额： 工序 01 粗铣 20、 50下端 面，以 T2 为粗基准。 1. 加工条件 工件材料： HT200,b =170240MPa，铸造 ;工件尺寸： aemax=72mm，l=176mm; 加工要求：粗铣 20 孔下端面，加工余量 4mm; 机床： X51 立式铣床； 刀具： YG6 硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae90,深度 ap6,齿数 z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 3.1，取刀具直径 d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表 3.16，选择刀具前角 0 0后角 0 8，副后角 0=10，刃倾角 ： s= 10,主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr=30,副偏角 Kr=5。 2. 切削用量 1）确定切削深度 ap 因为余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀 即可完成。 2）确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5，使用YG6 硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw（据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z nts 第 8 页 共 32 页 故选择： fz=0.18mm/z。 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直径 d0=125mm，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8）。 4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 根据切削手册表 3.16，当 d0=125mm， Z=12， ap7.5， fz0.18mm/z时， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为： kMV= 1.0， kSV= 0.8。切削速度计算公式为： vpvevzvpT vvc kzuayfxa qdcv vm 0 其中 mmae 72 ， mmap 4， 245vC ， 2.0qv， 15.0xv ，35.0yv ， 8.08.00.1 kkk SvMvv ， 2.uv ， 0pv ，32.0m ， min180T ， zmmf z /18.0 ， 12Z ，将以上数据代入公式： m in/1428.0122.07235.008.015.04180 2.012524532.0mv c 确定机床主轴转速： m i n/3 6 11 0 0 0 rd vn wcs 。 根据简明手册表 4.2-36，选择 nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为： vc=10000nd=1000 30012514.3 m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z nts 第 9 页 共 32 页 5)校验机床功率 根据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定 :ap=4.0mm， nc=300r/min， vf=390mm/s， vc=118m/min， fz=0.1mm/z。 6）计算基本工时 tm L/ vf， L=l+ y+， l=176mm. 查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： y+=40mm，则： tm L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。 工序 02 粗铣 20上端面，以 T1 为定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序 01。 工序 03 粗铣 50上端面，以 T4 为定位基准 刀具： YG6 硬质合金端铣刀， 10,400 Zmmd 机床： X51 立式铣床 根据切削手册查得， mmazmmfpz 4,/13.0 。根据简明手册表 4.2-36 查得 ， 取 ： min/300 rnw ，故实际切削速度 ： m i n/7.371000 300401000 mndv ww 当 min/300 rn w 时，工作台每分钟进给量应为 ： m in/3 9 03 0 01013.0 mmnZff wzm 查说明书，取 m in/400 mmfm 计算切削 基本 工时 ： mmyL 82107272 nts 第 10 页 共 32 页 因此 ， m i n2 0 5.03 9 082 fLtmm工序 04 钻、扩 20孔，以 32外圆和 T2 为基准，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT10。 1. 选择钻头 根据切削手册表 2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角 o 12，二重刃长度 b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽 l=4mm,棱带长度 mml 5.11 ， 1002 ， 30 2.选择切削用量 （ 1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查切削手册， rmmf /53.043.0 ，367.11830 dl ，由 切削手册表 2.7,系数为 0.5,则： rmmf /)265.0215.0(5.0)53.043.0( 按钻头强度选择 :查切削手册表 2.8,钻头允许进给量为：rmmf /0.2 ； 按机床进给机构强度选择：查切削手册表 2.9，机床进给机构允许轴向力为 8330N 时，进给量为 rmmf /93.0 。 以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r 。根据简明手册表 4.2-16, 最终选择进给量rmmf /22.0 。 由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。 nts 第 11 页 共 32 页 根据切削手册表 2.19 查出 ,钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为 1.0，故 Ff=2500N。根据 Z525 立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为 8830N Ff，故所选进给量可用。 （ 2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.6mm，寿命 min45T （ 3）切削速度 查切削手册表 2.30，切削速度计算公式为 ： vyxpmvc kfaTdcvvvvz0 （ m/min） 其中， 5.9Cv ， mmd 180 ， 25.0vz ， 125.0m ， 9pa ， 0vx ，55.0vy ， 22.0f ，查得修正系数： 0.1vTk ， 85.0lvk ， 0.1tvk ，故实际的切削速度： m i n/5.985.022.0160 185.9 55.01 2 5.0 25.0 mv c （ 4）检验机床扭矩及功率 查切削手册表 2.20，当 f0.26, do19mm时， Mt=31.78Nm，修正系数均为 1.0，故 MC=31.78 Nm。 查机床使用说明书： Mm =144.2 Nm。 查切削手册表 2.23,钻头消耗功率： Pc=1.3kw。 查机床使用说明书， kwP E 26.281.08.2 。 由于 mc MM ，EC PP ，故切削用量可用，即： rmmf /22.0 ， m in/272 rnn c ， min/4.15 mv c 3、计算工时 nts 第 12 页 共 32 页 m i n64.022.0272 830 nfLt m 4、扩孔至 19.8 查切削手册表 2.10，扩孔进给量为： rmmf /8.07.0 ，并由机床使用说明书最终选定进给量为： rmmf /81.0 。 根据资料，切削速度 钻vv 4.0 ，其中 钻v 为用钻头钻同样尺寸实心孔时 的 切 削 速 度 ， 故 ： m in/8.35.94.0 mv ，m i n/1.618.19 8.31 0 0 0 rn s ， 根 据 机 床 使 用 说 明 书 选 取 ： min/97 rnw 。 基本工时 ： m in48.081.097 83081.097 yLt工序 05 粗 车 50孔，以 D1 为定位基准。 机床： 车 床 CA6140 单边余量 ,5.2 mmZ 可一次切除，则 mmap 5.2。根据简明手册 4.2-20 查得，取 rmmf /52.0 。根据简明手册 4.2-21 查得，取 ： min/200 rn 。 计算切削基本工时： m in13.052.0200 1212 fLtmm工序 06 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准。 刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床： X51 立式铣床 nts 第 13 页 共 32 页 根据简明手册查得： 1663 Zmmdw ，。根据切削手册查得 ： ,/10.0 zmmfz 因此： m i n/13663 2710001000 rd vnws 现采用 X51 立式铣床，取： min/100 rn w ，故实际切削速度为： m i n/8.191 0 0 0 1 0 0631 0 0 0 mndv ww 当 min/300 rn w 时，工作台每分钟进给量应为： m i n/1 6 01 0 01610.0 mmnZff wzm 根据切削手册表 4.2-37 查得 ,取： m in/165 mmfm 。 计算切削基本工时： mmylL 5.37255.12 因此： m i n227.01655.37 fLtmm工序 07 精铣 20下端面，以 T2 为基准。 刀具： YG6 硬质合金端铣刀； 机床： X51 立式铣床； 查切削手册表 3.5，进给量 为： m in/0.15.0 mmfz ，取为0.5mm/r 参考有关手册，确定 min/124 mv ，采用 YG6 硬质合金端铣刀，12,1 2 5 zmmd w ，则： nts 第 14 页 共 32 页 m i n/3 1 61 2 51 2 41 0 0 01 0 0 0 rd vnws 现采用 X51 立式铣床，根据简明手册表 4.2-36，取 min/300 rn w ，故实际切削速度： m i n/75.1 1 71 0 0 0 3 0 01 2 51 0 0 0 mndv ww 当 min/300 rn w 时 ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 ：m i n/1 8 00300125.0 mmnzff wzm ，取为 980mm/min 本工序切削时间为： 62.0980 125176222 flttmmmin 工序 08 精铣 20上端面，以 T1 为基准。 切削用量同工序 07 精铣时 mmdy 1250 基本工时： 31.09 8 01 2 51 7 6 fltmm工序 09 粗铰、精铰 20孔，以 T2 和 32外圆为基准。 （ 1）粗铰至 mm94.19 刀具：专用铰刀 机床： Z525 立式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 fz0.8 1.2mm/z,进给量取fz 0.81mm/r，机床主轴转速取为 nw =140r/min，则其切削速度为： nts 第 15 页 共 32 页 m in/77.8 mdnv 。 机动时切 削工时， 830l =38mm， m i n34.081.0140 3838 fntwm(2) 精铰至 mm20 刀具： mmd w 20 机床： Z525 立式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 f 0.48mm/r，机床主轴转速取为： nw =140r/min，则其切削速度为： m in/8.8 mdnv 机动时切削 工时， 830 l =38mm m i n57.048.0140 3838 fntwm工序 10 精铣 50端面，以 D1 为基准。 机床： X51 立式铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶 齿 螺旋形刀片），由切削手册表 3.6 查得： smv /45.0 ， m i n/08.0,6,40 mmfzdz ,即 27m/min，因此， m i n/2 1 440271 0 0 01 0 0 0 rdvnws 。现采用 X51 立式铣床，取 min/210 rn w ， 工 作 台 每 分 钟 进 给 量 fm应为：m i n/8.100210608.0 mmnzff wzm ， 查机床使用说明书，取 m in/100 mmfm 。 nts 第 16 页 共 32 页 铣削基本工时： m in84.01 0 0 1272 t mm in68.1284.02 t m 工序 11 半精 车 50孔，以 D1 做定位基准。 单边余量 mmz 0.1 ,可一次切除，则 mmap 0.1。 由切削手册表 1.6 查得，进给量 ,/40.025.0 rmmfz 取为0.27mm/r。由切削手册表 1.1 查得， min/100 mv ，则： m i n/637501001 0 0 01 0 0 0 rd vnww 查简明手册表 4.2-20， nw 取为 630r/min。 加工基本工时： m i n0 3 8.05.06 3 012 fnltw工序 12 钻、铰 8锥孔，以 T1 和零件中线为基准。 刀具：专用刀具 机床： Z525 立式钻床 确定进给量 f ：根据切削手册表 2.7 查得， rmmf /26.022.0 ，查 Z525 机床使用说明书，现取 rmmf /22.0 。查切削手册表 2.15，min/17 mv ，计算机床主轴转速： m i n/6948.7 1710001000 rd vnws 按机床选取 min/680n w ，所以实际切削速度为： nts 第 17 页 共 32 页 m i n/66.161 0 0 0 6808.71 0 0 0 mndv ww 计算切削基本工时： m in066.022.0680 46 fyltmm工序 13 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线 为基准 （ 1）钻螺纹底孔 8.4 mm 机床： Z525 立式钻床 刀具：高速钢麻花钻 根据切削手册查得，进给量为 f 0.18 0.22mm/z,现取f=0.22mm/z， v=17m/min，则： m i n/1 1 2 88.4 171 0 0 01 0 0 0 rd vnws 查简明手册表 4.2-15，取 min/960 rn w 。所以实际切削速度为： m i n/48.141 0 0 0 9608.41 0 0 0 mndv ww 计算切削基本工时： m in047.022.0960 46 fyltmm（ 2）攻螺纹 M6 机床： Z525 立式钻床 刀具：丝锥 M6， P=1mm 切削用量选为： m in/6/1.0 msmv ，机床主轴转速为：min/318 rn s ，按机床使用说明书选取： min/272 rn w ，则 nts 第 18 页 共 32 页 min/1.5 mv ；机动时， mml 1046 ，计算切削基本工时： m i n04.02721 10 nf lt m 工序 14 铣断，以 D1 为基准。 选择锯 片铣刀， d=160mm， l=4mm，中齿， Z=40 采用 X61 卧式铣床 查切削手册，选择进给量为： zmmf /10.0 ,切削速度为：min/27 mv ，则： m i n/541 6 0271 0 0 01 0 0 0 rd vnws 根据简明手册表 4.2-39，取 min/100 rn w ，故实际切削速度为： m i n/2.501 0 0 0 1 0 0801 0 0 0 mndv ww 此时工作台每分钟进给量 fm应为： m in/4 0 01 0 0401.0 mmnZff wzm 查切削手册表 4.2-40，刚好有 m in/400 mmfm 。 计算切削基本工时： m in2 5 5.04 0 0 3072 fyltmmnts 第 19 页 共 32 页 五 、夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序 V铣 50 孔端面 的夹具。本夹具将用于 X51 立式 铣床，刀具为高速钢 端铣刀 。 5.1 问题的提出 本夹具主要用来 铣 50 端面 ，该 端面与其他面没有任何关系。 在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差， 精度不是主要问题。 5.2 夹具设计 定位基准选择 由零件图可知， 铣 50 端面 ， 因为是粗加工，用 32 的端面和外圆用一个固定 V型块和一个活动 V型块夹紧定位。 5.3 切削力及夹紧力计算 （ 1）刀具： 采用端铣刀 50mm z=24,用 1把锯片铣刀保证同时安装在主轴上面中间用隔套把两把铣刀隔开，保证两把铣刀之间距离为 7mm。这样就可以一次铣出两个面，并且尺寸易保证。 机床： x51W立式铣床 由 3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy 83.0Fu 8Pa z=24 0Fw 代入上式，可得 F=889.4N nts 第 20 页 共 32 页 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 KKKK其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切削系数 1.1 所以 NKFF 7.1775 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKffN 21 其中 f为夹紧面上的摩擦系数，取 25.021 ff F= zP +G G 为工件自重 Nff FN 4.355121 夹紧螺钉： 公称直径 d=15mm，材料 45钢 性能级数为 6.8级 MPaB 1006 M P aBs 480108 螺钉疲劳极限： M P aB 19260032.032.01 极限应力幅： M Pakkk ma 76.511l i m nts 第 21 页 共 32 页 许用应力幅： M P aS aaa 3.17l i m 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=3.54 取 s=4 得 MPa120 8.2242c HdF 满足要求 M P adNc1543.1 2 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即 可指定可靠的夹紧力 5.4 定位误差分析 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一活动 V 型块，一挡快定位，工件始终靠近挡块的一面。但是，由于此道工序后还 有精加工，因此本道工序要求不高，故应当能满足定位要求。 。 nts 第 22 页 共 32 页 5.5 定向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 GB2207 80 定向键结构如图所示： o图 3.3 夹具体槽形与螺钉图 根据 T形槽的宽度 a=25mm 定向键的结构尺寸如下 ： 表 3.1 定向键 数
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